Том 334 № 12 (2023)
DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2023/12/4091
Анализ законов управления явнополюсной синхронной машиной рудничного электровоза
Актуальность исследования обусловлена необходимостью поиска эффективного управления тяговым синхронным двигателем с постоянными магнитами рудничного электровоза в условиях ограничения тока и напряжения, подводимого к его обмоткам от автономного источника питания. Целью работы ставится задача анализа законов управления, обеспечивающих увеличение пробега рудничного электровоза на одной зарядке аккумулятора при увеличении его скорости движения. Объектом исследования являются законы управления явнополюсным синхронным двигателем с постоянными магнитами рудничного электровоза. Исследовались законы управления током по поперечной оси, управление по минимуму тока и управление при минимизации реактивной мощности явнополюсной синхронной машины. Методы исследования основаны на анализе состояния электрической машины при различном формировании управления электроприводом рудничного электровоза. Рассматривались основные предельные показатели электрической машины при ограничении напряжения и тока. Для каждого закона управления результаты математического моделирования отражены в графическом и табличном виде. Результаты анализа закона управления током по поперечной оси демонстрируют значительное увеличение реактивной мощности при росте нагрузки. В часовом режиме работы реактивная мощность превышает активную мощность, затрачиваемую на движение электровоза. При ограничении тока и напряжения управление по минимуму тока позволяет увеличить электромагнитный момент на 12,7 % в часовом режиме работы. Максимальная скорость двигателя увеличивается на 13 %. Максимальная мощность, затрачиваемая на движение электровоза, увеличивается на 33 %. Реактивная мощность снижается на 29 %. При минимизации реактивной мощности, несмотря на снижение электромагнитно момента в часовом режиме работы на 4,8 %, максимально возможная скорость двигателя увеличивается на 53 %, мощность, затрачиваемая на движение электровоза – на 50 %.
Ключевые слова:
Явнополюсная синхронная машина с постоянными магнитами, анализ законов управления, минимизация тепловых потерь, минимизация реактивной мощности